Родин - Вентиляция производственных зданий

ВЕНТИЛЯЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ. Учебное пособие

Родин А.К. 1997.

В пособии рассмотрены вопросы технологии различных  производств, встречающихся при производстве и ремонте сельскохозяйственной техники, машин и оборудования в АПК. Освещены вопросы определения расчетных параметров внутреннего воздуха для различных производственных  условий. Изложены вопросы теплового режима помещений, составления и решения уравнения теплового баланса,  определения количества вредных выделений при различных технологических процессах.

Особое внимание уделено расчету и конструктивным решениям местной вытяжной вентиляции, локализации  вредных выделений при различных технологических процессах для студентов специальности 290700.

ВВЕДЕНИЕ

Вентиляция промышленных зданий связана с решением  большего круга задач, чем вентиляция гражданских здании, так как решает более широкий круг вопросов, связанных со спецификой технологических процессов и соответствующим технологическим оборудованием, обеспечивающим их. В связи с отсутствием в достаточном количестве учебной, методической и нормативной литературы о учебном пособии подробно рассмотрены процессы гальванических и травильных производств, работы кузнечного и термического оборудования, механосборочные операции, с целью определения характера и количества вредных выделений.

Детально рассмотрены вопросы определения расчетных  параметров внутреннего воздуха для различных производственных условий, организации отопления и вентиляции в помещениях гальванических и травильных, кузнечных и термических, а также механосборочных производств. Изложены вопросы  составления вентиляционного баланса. Совместное решение уравнений теплового и воздушного балансов позволяет определить  необходимые расходные и температурные параметры вентиляционных систем общеобменной и местной вентиляции. Учебное пособие помогает углубленно изучить вопросы  технологии различных производств, встречающихся при ремонте и производстве сельскохозяйственной техники, машин и  оборудования в АПК. и на этой основе, с учетом выделяющихся вредных веществ и требований, соответствующих СНип, создать в помещениях параметры микроклимата, отвечающие санитарным нормам с помощью отопительных и вентиляционных систем;  ознакомиться с основными положениями и спецификой промышленной  вентиляции некоторых производств АПК и на их основе выполнить курсовое и дипломное проектирование вентиляции  производственных помещений в соответствии с заданием.

I. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

Учебное пособие предназначено для ознакомления студентов с особенностями проектирования специальных вопросов отопления и вентиляции гальванических, травильных и термических цехов и производств. В нем приведены рекомендации по проектирования отопления, и вентиляции цехов гальванического, травильного к термического производства, должно оказать помощь студентам в части выбора исходных данных и норм проектирования,  определения состава проекта и правильной последовательности работы над ним.

Курсовой проект разрабатывается с целы» закрепления и дальнейшего развития и углубления теоретических знаний,  полученных по специальности, а также совершенствования  практических навыков расчёта и конструирования отопительно-вентиляционных систем.

Работа над проектом включает следующие этапы:

1.Выбор расчётных параметров наружного воздуха для  холодного, переходного и теплого периодов года.

2.Выбор расчетных параметров внутреннего воздуха для  холодного и теплого периодов года.

3.Определение потерь теплоты:

а) через  внешние ограждения здания,

б) на нагрев воздуха, поступающего вследствие инфильтрации,

в) на нагрев воздуха, поступающего через периодически или постоянно открытые проемы в наружных ограждениях,

г) на нагрев вводимых в помещение материалов, заготовок и доставляющих их средств транспорта (в некоторых случаях).

4.Определение тепловыделений:

а) от людей,

б) вследствие солнечной радиации через остекление и внешние ограждения,

в) от источников освещения,

г) от механического и электрического оборудования.

д) от нагретых поверхностей оборудования, ванн, печей, местных отсосов,

е) от остывающего металла или материалов (принимается в" зависимости от технологических процессов),

ж) от нагретых коммуникаций.

5.Составление теплового баланса по помещениям для  холодного, переходного и теплого периодов года.

6.Определение вредных веществ, выделяющихся от  технологического оборудования.

7.Определение объемов отстаиваемого воздуха местной  вентиляцией от технологического оборудования:

а) от гальванических ванн бортовыми отсосами,

б) от столов для обезжиривания или травления мелких  деталей вытяжными шкафами,

в) от столов для обезжиривания крупных деталей панелями равномерного всасывания,

г) от закрытого оборудования,

й) от полировальных и шлифовальных станков кожухами - воздухоприемниками,

в) от термического оборудования зонтами и  зонтами-козырьками.

8.Определение объемов общеобменной приточной и вытяжной вентиляции для зимнего, переходного и холодного  периодов года.

9.Составление вентиляционного баланса.

10.Принятие конструктивных решений и компоновка систем отопления и вентиляции:

а) общих компоновочных решений,

б) системы центрального отопления,

в) местной вытяжной вентиляции,

г) общеобменной механической приточной вентиляции (иногда совмещенной с отоплением).

д) общеобменной механической вытяжной вентиляции,

в) аэрации для термических цехов (при соответствующих теплоизбытках и конструктивном решении здания).

II. Расчёт систем отопления.

12.Расчёты элементов систем вентиляции и подбор  оборудования:

а) местной механической вытяжной вентиляции (бортовые отсосы, вытяжные шкафы, аспирационные устройства, зонты и зонты-козырьки),

б) систем общеобменной приточной механической вентиляции,

в) систем общеобменной механической вытяжной вентиляции.

г) аэрации (для термических цехов).

13. Расчёт и конструирование воздушной завесы.

14. Разработка графической части проекта:

а) планов и разрезов здания или отдельных цехов с  системами отопления и вентиляции со спецификацией  оборудования,

б) конструктивных чертежей приточных и вытяжных систем,

в) аксонометрических схем отопления и вентиляции.

г) узлов и деталей приточных или вытяжных систем.

При проектировании производственных объектов необходимо ознакомиться с технологическими процессами, что должно включать: параметры технологического оборудования (температурные  параметры и режимы, характеристика теплозащитных свойств, установочная мощность электродвигателей, режимы их работы и т.п.),  характеристику энергетического оборудования (потребляемая  электрическая мощность или расход сжигаемого топлива и его  характеристики, расход пара и горячей воды с их параметрами - давлением и температурой, месторасположение источников вредных выделений, интенсивность выделения вредных веществ, водяных паров, расходы воздуха на технологические нужды через местные отсосы  стандартного технологического оборудования, число работавших в каждом отделении или цехе и категорий тяжести работы, мощность общего и местного освещения и его вид, режим работы оборудования, число смен, тип, число и характеристику транспортных средств, количество и частоту времени их работы на наружное воздухе, режим открывания наружных дверей и ворот.

Следует представлять все виды вредных выделений на  проектируемом объекте, характер их воздействия на человека, нормируемые величины допустимой концентрации. Технологическое тепловыделяющее оборудование и технологические высокотемпературные выбросы  (продукты сгорания, нагретый воздух, конденсат, теплая вода и т.д.) должны быть выявлены и количественно определены с целью решения - возможности их использования в качестве ВЭР для систем отопления и вентиляции.

2. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВИПОЛНЕНИЙ ПРОЭКТА

До начала проектирования необходимо составить полное представление о планировке, объёмном архитектурно-строительном решении здания, и назначении отдельных помещений. На чертежах здания на основании экспликации оборудования необходимо наметить карандашом оборудование, выделяющее вредные вещества и требующее устройства местных откосов. Установив режим работы оборудования и  выделявшиеся им вредные вещества, на основании: литературных данных (в том числе нормативных), уточняет требования, предъявляемые к отоплению и вентиляции »тих цехов: характер выделяющихся вредных веществ, рекомендуемые виды местных отсосов, схемы организации  общеобменной вентиляции (места подачи и удаления воздуха), рекомендуемые способы распределения приточного воздуха, возможность применения естественного воздухообмена (аэрации), рекомендуемые  системы отопления.

На планах выданных в задании чертежей, предварительно  наносят одной линией карандашом трассы воздуховодов места  расположения приточных и вытяжных установок. Предварительно принятые  решения обязательно согласовывают с руководителем проекта, и после этого приступает к расчетам.

Параллельно с выполнением расчетов оформляют расчетно-пояснительную записку.

Аэродинамический расчет воздуховодов и гидравлический расчет трубопроводов систем отопления и систем пароснабжения калориферов необходимо выполнять после вычерчивания их и вентиляторных  установок на планах, разрезах и схемах с соблюдением масштаба. Для чего предварительно определяет площади сечения воздуховодов по расчетным расходам и рекомендуемым скоростям. По найденным площадям сечения находят нормируемые диаметры круглых  и размеры прямоугольных воздуховодов.

Перед вычерчиванием вентиляционных установок должны быть  подобраны вентиляторы, рассчитаны калориферы, фильтры, пылеуловители и другое вентиляционное оборудование.

3. ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ П0МЕЩЕНИЙ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ВРЕДНОСТЕЙ

3.1. Гальванические и травильные цехи

Гальваническое и травильное производства объединяется  комплексом отделений или цехов с различными технологическими процессами. Так, помимо основных помещений, в которых производятся травление и гальванопокрытие, должны быть помещения для хранения химикатов, приготовления растворов и развески цианистых солей, машинное отделение, отделение полировки.

В отделении гальванопокрытий производят электрохимическую или химическую обработку металлов в растворах. Применяются  электрохимический способ нанесения покрытий хромом, медью, никелем, цинком, кадмием, а также химические способы покрытия поверхностей -  воронение, оксидирование, дисфатирование. Перед нанесением антикоррозионных покрытий производят  травление и обезжиривание (электрохимическое или химическое) деталей растворами соляной, серной или азотной кислоты. Эти процессы сопровождаются выделением в воздух помещений  различных токсичных вредных веществ. В табл.3.1. приведены характеристики процессов, а в табл.3.2. - значения удельного количества вредных веществ, выделяющихся от гальванических ванн, предельно допустимые концентрации (ПДК) веществ и коэффициент учета их токсичности. Метеорологические условия в гальванических цехах принимаются, как для помещений с незначительным выделением явного тепла и  категорий работ средней тяжести только в машинных отделениях, где  установлено оборудование для получения постоянного тока, выделения явного тепла значительные.

Цикл операции в гальваническом цехе можно разделить на следующие:

а) механическая обработка поверхности деталей (очистка, шлифовка, полирование, крацевание, снятие заусенцев, обработка сварных швов),

б) обезжиривание (химическое и электрохимическое) или электрохимическое травление, нанесение защитной изоляции, перец глубоким травлением (химическим фрезерованием), декапированием.

в) нанесение металлических покрытий электролитическим или химическим способом (цинкование, кадмирование, хромирование, никелирование, меднение, металлизация, катодно-вакуумное напыление),

г) анодное оксидирование алюминия, магния, их сплавов и  других металлов, фосфатирование и химическое оксидирование (воронение), твердое анодирование алюминиевых сплавов,

д) обработка поверхности деталей после нанесения металлических покрытий (механическое или электрохимическое) полирование,  пассивирование, промасливание, а также обработка эмульсией и другими пассивирующими и гидрофобными растворами.

Основное оборудование гальванических цехов - гальванические, промывочные и вспомогательные ванны, которые устанавливают  обособленно или агрегируют (с автоматическим или полуавтоматическим  обслуживанием). К подсобному оборудование гальванических цехов  относится барабаны для галтовки, сушила, дробе- и пескоструйные аппараты станки для крацовки, обдирки и полировки, выпрямители тока или машины постоянного тока (умформеры).

Процессы, протекающие в гальванических ваннах в зависимости от химического состава раствора делятся на кислые, щелочные и  цианистые. К кислым процессам относятся: травление- декапирование, цинкование, никелирование, меднение, воронение. Цианистые процессы осуществляют цианистое цинкование, цианистое кадмирование.  серебрение, при которых выделяется водород. Помимо этого, в воздухе гальванических цехов может находиться пыль, пары кислот, щелочей, электролитов и воды.

К этим выделениям, изменяющим физическое состояние или  химический состав воздуха в кузнечных или термических цехах,  относятся:

а) конвективное и лучистое тепло от нагретых поверхностей  печей, ванн и обрабатываемого металла.

б) лучистое тепло от загрузочных отверстий открытых  поверхностей печей и соляных ванн,

в) водяные пары и пары масла от водяных и масляных закалочных ванн,

г) газы (продукты горения), содержащие окись углерода  и сернистый газ,  дым, а также различные газообразные соединения – аммиака, окислы азота, углеводороды - продукты разложения масла,

д) пыль окалины стали при ковке, пыль селитры и различных солей, загружаемых в ванны, угольная и известковая пыль, входящая в состав карбюризатора.

Токсичность вредных выделений определяется высотой спектра вредных выделений и принимается раиной:

для очень токсичных вредных выделений (травление в азотной и плавиковой кислотах, свинцевание и освещение в  холодных растворах, хромирование при температуре раствора Гр =45-60°C oкcидиpoвaние черных металлов при 130-155°С, снятие  металлических покрытий в азотной кислоте при 30ºС - 4Омм;

для вредных выделений (холодные процессы декапирования меди в цианистом калии и стали в хромпике, цианистое  травление цветных металлов, цианистое меднение стали, серебрение и золочение цветных металлов, полирование и снятие  металлических покрытий соляной и серной кислотами, цианистое кадмирование, травление стали серной и  соляной кислотами при 30-6ОºС лужение при t-60-70°C, цианистое латунирование при 30-40ºC железнение при 1OO°C) - 80мм;

для всех остальных технологических процессов  гальванических и травильных цехов - 160 мм.

Легально, в зависимости от технологических процессов  обработки, значении  и удельное количество выделившихся  вредных веществ приведены в таблицах 3.1 и 3.2. Отопление основных помещений гальванических цехов  предусматривают воздушное, совмещенное с приточной вентиляцией; отопление мелких помещений (оклады, кладовые и т.п.) - местное с помощью нагревательных приборов. Дежурное отопление работает за счет переключения проточных систем на рециркуляцию. В отделении очистки выделяется песчаная, металлическая и водяная пыль. Вытяжная вентиляция в отделениях при камерах  закрытого типа производится только через местные отсосы; в  отделениях с камерами открытого типа осуществляется общеобменная  вентиляция.